Введение к работе
Актуальность работы. Разработка минеральных ресурсов - это одна из основных статей дохода экономики Египта, на территории которого распространены металлические и неметаллические полезные ископаемые, связанные с магматическими, метаморфическими и осадочными комплексами.
Широким развитием пользуются разновозрастные (от палеозоя до кайнозоя) карбонатные, глинистые, кремнистые и смешанные породы (хлидолиты). Они приурочены к отложениям свит Миниа, Друнка, Дауи, Судр, Тараван, Дахла сланцев, Эсна сланцев, Фив и Самалут, выходят на дневную поверхность в Западной пустыне, в долине реки Нил, а также в отдельных районах Восточной пустыни. Карбонатные, глинистые и кремнистые породы долины р. Нил известны и разрабатываются с глубокой древности по настоящее время.
Для оценки минергенического потенциала аналогичных отложений Синайского полуострова проводились сециализированные минералого-петрографические и геохимические исследования палеоценово-эоценовых пород свит Эсна сланцев, Фив и Самалут с целью установления их пригодности для использования в промышленности и сельском хозяйстве.
Полученные результаты, характеризующие качество сырья, а также близость области распространения этих пород к урбанизированным районам, наличие транспортной и энергетической инфраструктуры позволяют считать комплекс отложений свит Эсна сланцев, Фив и Самалут перспективными для создания на их основе минерально-сырьевой базы строительной индустрии и других отраслей промышленности.
Целью работы является изучение состава, геологического строения, условий образования палеоценовых и эоценовых отложений Синайского полуострова для оценки их минерагенического потенциала при использовании в качестве сырья для производства строительных материалов (цемента, извести), огнеупоров и мелиорантов.
Для достижения поставленной цели потребовалось решение следующих задач:
-
Анализ ранее проведенных геологических работ;
-
Изучение геологического строения территории;
-
Минералого-петрографическое изучение карбонатных, глинистых, кремнистых и смешанных пород свит Эсна сланцев, Фив и Самалут;
-
Изучение геохимической спецификации отложений;
-
Определение основных минерагенических факторов формировагия и особенности размещения изучаемых геологическых комплексов;
-
Предварительная оценка возможности использования отложений свит Эсна сланцев, Фив и Самалут в качесиве сырья производства строительных материалов (цемента, извести), огнеупоров и мелиорантов.
Методика работ. Для решения поставленных задач использовался комплексный метод изучения осадочных пород свит Эсна сланцев, Фив и
Самалут, который предусматривает последовательное проведение следующих видов работ.
-
Изучение строения осадочных комплексов путем проведения детальных полевых наблюдений.
-
Изучение петрографических особенностей и минерального состава карбонатных, глнинистых, кремнистых и смешанных пород с применением прецизионных лабораторных методов исследования.
-
Изучение химического состава и характера распространения химических элементов в исследованных породах.
-
Изучение физико-миханических свойств пород (водопоглощение, плотность, насыпная плотность, пористость и механическая прочность).
-
Определение условий образования отложений свит Эсна сланцев, Фив и Самалут.
-
Оценка минерагенического потенциала исследованного осадочного комплекса.
Научная новизна работы.
-
Изучено строение и состав комплекса палеоценовых и эоценовых отложений Синайской полуостров.
-
В составе отложений свит Эсна сланцев, Фив и Самалут выделены и всесторонне изучены перспективные к освоению литотипы, дана их геохимическая характеристика, отвечающая возможности использования в качестве сырья для производства портландцемента, строительной и гидравлической извести, бумаги, строительного и декоративного камня, мелиорантов.
-
Изучены литолого-фациальные особенности и определены условия образования отложений свит Эсна сланцев, Фив и Самалут.
Практическая значимость работы состоит в том, что дана оценка возможности промышленного использования и освоения карбонатных и смешанных пород, входящих в состав комплекса мелководно-морских отложений свиты Эсна сланцев и Фив, а также прибрежно-мелководных отложений свиты Самалут.
В диссертации защищаются следующие положения.
1. В строении свит Эсна сланцев, Фив и Самалут принимают участие 16 литотипов, к становлению которых привел комплекс диагенетических и катагенетических процессов (уплотнение, цементация, дегидратация, перекристаллизация, образование цеолитов, ожелезнение, окремнение, доломитизация), определивший возможность отнести цеолитсодержащие кремнистые глины и кремнистые аргиллиты свиты Эсна сланцев, микритовые известняки, пелитовые спаритово-фораминиферовые известняки, спаритово-водорослево-фораминиферовые известняки, спаритовые известняки свиты Фив, а также нуммулитовые биомикритовые известняки свиты Самалут к перспективным для оценки в качестве сырья при получении высококачественных строительных материалов, огнеупоров и мелиорантов.
-
Формирование отложений свит Эсна сланцев и Фив происходило в неритической зоне открытого морского бассейна. Образование комплекса свиты Самалут осуществлялось в прибрежно-мелководной обстановке, а также в условиях мелководного шельфа. При накоплении отложений свиты Эсна сланцев наблюдалось колебание уровня бассейна осадконакопления.
-
Известняки исследованных отложений могут быть использованы в качестве сырья для химической и металлургической промышленности, производства портландцемента, строительной и гидравлической извести, бумаги, строительного и декоративного камня, мелиорантов, а также в дорожном строительстве. Относительно бедные солями и магнием слои цеолитсодержащих кремнистых глин свиты Эсна сланцев являются комплексными природными сорбентами, что позволяет их использовать в качестве экологически чистых мелиорантов.
Фактический материал и личный вклад автора. Фактический материал диссертационной работы составили результаты личных исследований автора, проведенных во время обучения в университете в период с 2003 по 2008 годы, а также во время обучения в аспирантуре в 2009-2012 годах. При проведении полевых работ автором было исследовано и опробовано 9 разрезов в исследуемом районе (рис. 1.а.). Отобрано 225 образцов. Описано 225 шлифов, выполнено 45 дифрактометрических, 15 инфракрасно-спектроскопических, 10 электронно-микроскопических, 15 термических и термохимических, 15 вакуумно-декриптометрических и газово-хроматографических, 225 химических и спектральных анализов, а также 20 определений физических свойств пород. Анализы выполнялись в лабораториях Центрального металлургического научно-исследовательского института (ЦМНИИ, г. Москва) и геолого-географического факультета Южного федерального университета (г. Ростов-на-Дону).
В процессе работы были использованы рукописные и фондовые материалы исследований, проведенных в пределах юго-западной и северной частей Синайского полуострова (Дж. Болл, Х.Дж. Биднелл, И. Биши, Х.Ф. Хассан, Б. Иссави, М. С. Назиф, Р. Сайд, Х.Ф. Йозеф, М.Х. Авад, М. Абул Фетух, М. Абу-Зеид и др.). Привлекались многочисленные опубликованные работы B.C. Вишневской, А.Д. Гончара, Д.П. Григорьева, Г.А. Каледы, В.Г. Кузнецова, В.Н. Подковырова, В.Н. Труфанова, А.Э. Хардикова, Р.Дж. Дахэма, A.M. Эль-Айата, Р.Л. Фолка, А.А. Набиля, Дж.И. Вильсона и других.
Реализация и апробация работы. Результаты исследований, положенных в основу диссертации, докладывались на рабочих совещаниях в Эль-Асхар университете в Каире, при защите магистерской диссертации; на VI Всероссийском литологическом совещании «Концептуальные проблемы литологических исследований в России» (Казань, 2011), на VII Всероссийском литологическом совещании, посвященном 100-летию основателя Ленинградской литологической школы Льва Борисовича Рухина (СПб, 2012) и на девятом Уральском литологическом совещании (Екатеринбург, 2012).
Основные положения диссертации изложены в 10 опубликованных работах, в том числе в четырех статьях в изданиях, рекомендованных ВАКом.
Структура и объем работы. Диссертация общим объемом 152 странищ состоит из введения, 7 разделов, заключения и списка литературы, включающего 187 наименований, содержит 80 рисунков, 13 таблиц.
Во введении обозначена актуальность, определены цель и задачи диссертационной работы, раскрыта ее научная новизна и практическая значимость, сформулированы защищаемые положения. В первой главе дан обзор и анализ ранее проведенных исследований, а также обоснован выбор объекта исследования и направления работ. Во второй главе описана методика исследований. В третьей главе изложены общая стратиграфия, структурно-тектоническое строение Синайского полуострова, особенности истории его геологического развития и охарактеризовано строение палеоценово-эоценового осадочного комплекса. Четвертая глава посвящена изучению вещественного состава отложений свит Эсна сланцев, Фив и Самалут, а в пятой главе охарактеризованы их геохимические особенности. В шестой главе рассматриваются условия образования изучаемых осадочных комплексов. В седьмой главе оцениваются перспективы комплексного использования и минерагенический потенциал исследуемых отложений.
Работа выполнена на кафедре минералогии и петрографии Южного федерального университета под научным руководством доктора геолого-минералогических наук, профессора А.Э. Хардикова.
Благодарности. Автор выражает благодарность доктору геологии и седиментологии, профессору Мохамеду Аваду, кандидату геологии и седиментологии, доценту Хатиму Хасану. Автор благодарен декану геолого-географического факультета ЮФУ, доктору геолого-минералогических наук, профессору Николаю Ивановичу Бойко, и другим сотрудникам факультета за помощь в ходе проведения исследований и написания диссертации. Особую благодарность за ценные консультации, постоянную поддержку и доброжелательное отношение автор выражает своему научному руководителю, доктору геолого-минералогических наук, профессору Александру Эдуардовичу Хардикову.
